Adaptation de maillage pour la simulation d'écoulements diphasiques avec coalescence et rupture dans le cadre de la méthode Front-Tracking
Auteur / Autrice : | Paul Regnault |
Direction : | Stéphane Vincent, Eric Chenier |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Mécanique des fluides |
Date : | Soutenance le 19/12/2023 |
Etablissement(s) : | Université Gustave Eiffel |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2010-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire Modélisation et simulation multi échelle (Marne-la-Vallée) - Laboratoire Modélisation et simulation multi échelle (Marne-la-Vallée) |
Jury : | Président / Présidente : Stéphane Zaleski |
Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Vincent, Eric Chenier, Jean-Luc Estivalèzes, Adrien Toutant, Taraneh Sayadi, Mathilde Tavares | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Luc Estivalèzes, Adrien Toutant |
Mots clés
Résumé
Dans le cadre des écoulements diphasiques à phases séparées, ce travail porte sur la gestion dynamique du maillage de l'interface (constitué de triangles en 3D) et son impact sur l'approximation des propriétés géométriques que sont la position et la courbure. Les équations de conservation de la mécanique des fluides sont résolues sur des grille fixes, décalées et structurées. L'interface est suivie de façon lagrangienne au cours du temps avec un maillage mobile et déformable : on parle de méthode de type « Front-Tracking ». En plus des opérations de remaillage classiques (suppression et échange d'arêtes, insertion de sommets notamment), on étudiera l'adaptation du maillage à la courbure de l'interface et l'utilisation d'une approximation polynomiale pour améliorer l'insertion de sommets ou la suppression d'arêtes. Ces méthodes sont évaluées sur des surfaces analytiques mobiles et déformables, sans résolution des équations de Navier-Stokes ni changement topologique. Dans les écoulements diphasiques, des changements topologiques peuvent avoir lieu : la coalescence et la rupture. Nous proposons une méthode de coalescence et une méthode de rupture d'interface. Ces deux méthodes sont activées selon des critères de distance et sont basées uniquement sur le maillage de l'interface, sans recourir au maillage eulérien. Ces méthodes sont utilisées sur des configurations numériques et expérimentales de la littérature pour apprécier leur robustesse et leurs performances